JP6332311B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力伝達装置を備えた車両を制御する車両用制御装置に関する。

車両に搭載される動力伝達装置としては、エンジン（駆動力源）からの動力を伝達する動力伝達経路として、ギヤの噛み合いにより動力伝達を行う第１動力伝達経路と、無段変速機により動力伝達を行う第２動力伝達経路とが並列に設けられたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。こうした動力伝達装置では、無段変速機の上流側（動力伝達方向の上流側）に設けられた第１クラッチと、無段変速機の下流側に設けられた第２クラッチと、ギヤ伝達経路中に設けられた噛合クラッチ（ドグクラッチ）とを備えている。

このような動力伝達装置においては、第１クラッチを解放して第２クラッチを係合するにようにクラッチを掴み替えるクラッチツウクラッチ変速が行われる。

また、第１クラッチと第２クラッチとの断接を制御することによって動力伝達経路を切り替えて変速を行う方式（複数クラッチ方式）の変速機を備えた動力伝達装置においても、クラッチツウクラッチ変速が行われている。

特開２０１４−２１４７９１号公報

エンジンからの動力を伝達する動力伝達装置において、クラッチツウクラッチ変速時のショックは、エンジンの回転数が変化する際のエンジンのイナーシャトルクとエンジントルクとが入力されることで発生する。このような点を考慮して、例えば、第１クラッチを係合状態から解放するとともに、第２クラッチを解放状態から係合するクラッチツウクラッチ変速を行う際に、ショックを軽減すべく、変速機の入力回転数の変化開始時（いわゆるイナーシャ相開始）を判定し、解放側の第１クラッチのトルク容量を速やかに低下させることが考えられる。

しかしながら、クラッチツウクラッチ変速において、イナーシャ相開始時における入力回転数の変化量は少ないため、イナーシャ相開始を正確に判定することは難しい。このため、イナーシャ相開始の判定が遅れる場合があり、イナーシャ相開始の判定が遅れると、解放側の第１クラッチのトルク容量低下を開始するタイミングが遅れてしまい、ショックが発生する。

本発明は、そのような課題を解決するためになされたもので、第１クラッチと第２クラッチとを掴み替えるクラッチツウクラッチ変速を行う動力伝達装置を備えた車両において、クラッチツウクラッチ変速時のショックを抑制することが可能な車両用制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、駆動力源からの動力を伝達する動力伝達経路として、第１動力伝達経路と第２動力伝達経路とが並列に設けられているとともに、前記第１動力伝達経路と前記第２動力伝達経路とを選択的に切り替える第１クラッチ及び噛合クラッチと第２クラッチとを備え、前記第１クラッチ及び前記噛合クラッチの係合により前記第１動力伝達経路が形成され、前記第２クラッチの係合により前記第２動力伝達経路が形成される動力伝達装置を備えた車両に適用される車両用制御装置を前提としている。

このような車両用制御装置において、前記噛合クラッチの動力伝達方向の上流側の回転数と下流側の回転数との差である前後回転数差を取得する回転数差取得手段と、前記第１クラッチ及び前記噛合クラッチが係合している状態から、前記第１クラッチを解放するとともに、前記第２クラッチを係合するクラッチツウクラッチ変速開始後であって、前記噛合クラッチの前後回転数差が所定値以上になった時点で、前記第１クラッチの完全解放制御を行う制御手段とを備えていることを特徴とする。

次に、本発明の作用について述べる。

まず、第１動力伝達経路を形成する際に係合する噛合クラッチはガタが内在しており、クラッチツウクラッチ変速中において、イナーシャ相が開始されると、噛合クラッチのガタの詰まり方向が反転する。ガタの詰まり方向が反転する際に、噛合クラッチの上流側の回転数と下流側の回転数との差である前後回転数差が大きくなる。

このように、クラッチツウクラッチ変速中において、噛合クラッチの前後回転数差が増加した場合は、ガタの詰まり方向が反転すること、つまりクラッチツウクラッチ変速においてイナーシャ相が開始したことを意味するので、噛合クラッチの前後回転数差以上となった場合、イナーシャ相開始であると正確に判定することが可能である。

したがって、噛合クラッチの前後回転数差が所定値以上になった場合に、第１クラッチの完全解放制御を行うことで、この第１クラッチの完全解放制御の開始タイミングをイナーシャ相開始に合わせることができる。これによって、クラッチツウクラッチ変速時のショックを抑制することができる。

本発明において、クラッチツウクラッチ変速開始後であって噛合クラッチの前後回転数差が所定値以上になった時点で、第１クラッチの完全解放制御を行い、さらに動力伝達装置への入力トルクを低くする入力トルクダウン制御を行うようにしてもよい。このように噛合クラッチの前後回転数差が所定値以上になった時点（イナーシャ相開始時）で第１クラッチの完全解放制御と入力トルクダウン制御とを行うことによって、ショックを抑制できるとともに、変速時間の短縮化をはかることができる。

本発明によれば、第１クラッチと第２クラッチとを掴み替えるクラッチツウクラッチ変速を行う動力伝達装置を備えた車両において、クラッチツウクラッチ変速時のショックを抑制することができる。

本発明の制御装置を適用する車両に備えられた動力伝達装置の概略構成を示す骨子図である。 動力伝達装置による走行パターン毎の係合要素の係合表を示す図である。 動力伝達装置及びエンジンの制御系を示すブロック図である。 クラッチツウクラッチ変速時のショック抑制制御の一例を示すフローチャートである。 クラッチツウクラッチ変速時のショック抑制制御の一例を示すタイミングチャートである。 クラッチツウクラッチ変速時のショック抑制制御の他の例を示すフローチャートである。 クラッチツウクラッチ変速時のショック抑制制御の他の例を示すタイミングチャートである。 本発明の制御装置を適用する車両に備えられた動力伝達装置の他の例の概略構成を示す骨子図である。 クラッチツウクラッチ変速時に発生するショックの説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

−動力伝達装置−
まず、本発明の制御装置を適用する車両Ｖに備えられた動力伝達装置の一例について図１を参照して説明する。

この例の動力伝達装置１は、走行用の駆動力源であるエンジン２（車両Ｖに搭載）からのトルク（動力）を駆動輪７Ｌ，７Ｒに伝達する装置であって、トルクコンバータ３、前後進切替装置４、ベルト式無段変速機５（以下、単に「無段変速機５」と言う）、ギヤ機構６、出力ギヤ８１が設けられた出力軸８、及び、デファレンシャル装置９などを備えている。

動力伝達装置１は、ギヤの噛み合いにより動力伝達を行う第１動力伝達経路（ギヤ走行用の動力伝達経路）と、無段変速機５により動力伝達を行う第２動力伝達経路（ベルト走行用の動力伝達経路）とが並列に設けられている。

具体的に、第１動力伝達経路では、エンジン２から出力されたトルク（入力トルク）がトルクコンバータ３を経由してタービン軸３１に入力され、このトルクがタービン軸３１から前後進切替装置４及びギヤ機構６を経由して出力軸８に伝達される。一方、第２動力伝達経路では、タービン軸３１に入力されたトルクが無段変速機５を経由して出力軸８に伝達される。そして、車両の走行状態に応じて、動力伝達経路を第１動力伝達経路と第２動力伝達経路との間で切り替えるようになっている。動力伝達経路切り替えのための構成については後述する。

−エンジン−
エンジン２は、ガソリンエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、例えば、吸気通路に設けられたスロットルバルブのスロットル開度（吸気空気量）、燃料噴射量、点火時期などの運転状態を制御できるように構成されている。エンジン２の運転状態はＥＣＵ１００（図３参照）によって制御される。ＥＣＵ１００は、上記した吸入空気量制御、燃料噴射量制御、及び、点火時期制御などを含むエンジン２の各種制御を実行する。

−トルクコンバータ−
トルクコンバータ３は、エンジン２のクランク軸２１に連結されたポンプ翼車３２、及び、タービン軸３１を介して前後進切替装置４に連結されたタービン翼車３３を備えている。また、ポンプ翼車３２及びタービン翼車３３の間にはロックアップクラッチ３４が設けられている。このロックアップクラッチ３４が完全係合することによってポンプ翼車３２とタービン翼車３３とが一体回転する。

−前後進切替装置−
前後進切替装置４は、前進用クラッチ（ギヤ走行用クラッチ）Ｃ１、後進用ブレーキＢ１、ダブルピニオン型の遊星歯車装置４１を備えている。遊星歯車装置４１のキャリヤ４２がタービン軸３１及び無段変速機５の入力軸５１に一体的に連結され、リングギヤ４３が後進用ブレーキＢ１を介してハウジング１１に選択的に連結され、サンギヤ４４がプラネタリ出力軸４５を介して小径ギヤ６１に連結されている。また、サンギヤ４４とキャリヤ４２とは、前進用クラッチＣ１を介して選択的に連結される。前進用クラッチＣ１及び後進用ブレーキＢ１は、いずれも、湿式クラッチであって、油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式摩擦係合要素である。以下、前進用クラッチＣ１をＣ１クラッチとも言う。なお、無段変速機５の上流側（動力伝達方向の上流側）に設けられたＣ１クラッチが本発明の「第１クラッチ」の一例である。

−ギヤ機構−
ギヤ機構６は、小径ギヤ６１と、この小径ギヤ６１に噛み合い、かつ第１カウンタ軸６２に相対回転不能に設けられた大径ギヤ６３とを備えている。第１カウンタ軸６２と同じ回転軸心まわりには、アイドラギヤ６４が第１カウンタ軸６２に対して相対回転可能に設けられている。また、第１カウンタ軸６２とアイドラギヤ６４との間には、これらを選択的に断接する噛合クラッチＤ１が設けられている。

噛合クラッチＤ１は、第１カウンタ軸６２に形成されている第１ギヤ６５と、アイドラギヤ６４に形成されている第２ギヤ６６と、これら第１ギヤ６５及び第２ギヤ６６と噛合可能なスプライン歯が形成されたハブスリーブ６７とを備えている。ハブスリーブ６７がこれら第１ギヤ６５及び第２ギヤ６６と嵌合することで、第１カウンタ軸６２とアイドラギヤ６４とが接続される。また、噛合クラッチＤ１は、ハブスリーブ６７が両ギヤ６５，６６と嵌合する際に回転を同期させるシンクロメッシュ機構（図示せず）を備えている。噛合クラッチＤ１は、ガタ（バックラッシ）が内在するガタ要素である。

アイドラギヤ６４は、そのアイドラギヤ６４よりも大径の入力ギヤ６８と噛み合わされている。この入力ギヤ６８は、無段変速機５のセカンダリプーリ５３の回転軸心と共通の回転軸心上に配置されている出力軸８に対して相対回転不能に設けられている。出力軸８は、回転軸心まわりに回転可能に配置されており、入力ギヤ６８及び出力ギヤ８１が相対回転不能に設けられている。Ｃ１クラッチ及び噛合クラッチＤ１が共に係合され、かつ後述するＣ２クラッチが解放されることで、エンジン２のトルクが、タービン軸３１、前後進切替装置４及びギヤ機構６を経由して出力軸８に伝達される第１動力伝達経路が形成される。

−無段変速機−
無段変速機５は、タービン軸３１に連結された入力軸５１と出力軸８との間の動力伝達経路上に設けられ、入力軸５１に設けられた入力側部材であるプライマリプーリ５２と、出力側部材であるセカンダリプーリ５３と、その一対のプーリ５２，５３の間に巻き掛けられた伝動ベルト５４とを備えており、一対のプーリ５２，５３と伝動ベルト５４との間の摩擦力を介して動力伝達が行われる。

プライマリプーリ５２は、入力軸５１に固定された固定シーブ５２ａと、入力軸５１に対して軸まわりの相対回転が不能かつ軸方向の移動が可能に設けられた可動シーブ５２ｂと、それらの間のＶ溝幅を変更するために可動シーブ５２ｂを移動させる推力を発生させるプライマリ側油圧アクチュエータ５２ｃとを備えている。また、セカンダリプーリ５３は、固定シーブ５３ａと、この固定シーブ５３ａに対して軸まわりの相対回転が不能かつ軸方向の移動が可能に設けられた可動シーブ５３ｂと、それらの間のＶ溝幅を変更するために可動シーブ５３ｂを移動させる推力を発生させるセカンダリ側油圧アクチュエータ５３ｃとを備えて構成されている。

そして、一対のプーリ５２，５３のＶ溝幅が変化して伝動ベルト５４の掛かり径（有効径）が変更されることで、変速比γ（＝入力軸回転数Ｎin／出力軸回転数Ｎout）が連続的に変更可能となっている。

また、無段変速機５と出力軸８との間には、これらの間を選択的に断接するベルト走行用クラッチＣ２が設けられている。以下、ベルト走行用クラッチＣ２をＣ２クラッチとも言う。Ｃ２クラッチも、湿式クラッチであって、油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式摩擦係合要素である。このＣ２クラッチが係合され、かつＣ１クラッチが解放されることで、エンジン２のトルクが、入力軸５１及び無段変速機５を経由して出力軸８に伝達される第２動力伝達経路が形成される。なお、無段変速機５の下流側（動力伝達方向の下流側）に設けられたＣ２クラッチが本発明の「第２クラッチ」の一例である。

−出力ギヤ−
出力ギヤ８１は、第２カウンタ軸９１に固定されている大径ギヤ９２と噛み合わされている。第２カウンタ軸９１には、デファレンシャル装置９のデフリングギヤ９３と噛み合う小径ギヤ９４が設けられている。デファレンシャル装置９は、周知の差動機構によって構成されている。

−動力伝達経路の切り替え−
以上の構成の動力伝達装置１にあっては、図２に示すように、Ｃ１クラッチ、Ｃ２クラッチ、及び、噛合クラッチＤ１の係合（○）・解放（×）を制御することにより、低速段側の第１動力伝達経路によってトルクが伝達される場合（ギヤ走行の場合）と、高速段側の第２動力経路によってトルクが伝達される場合（ベルト走行（中車速・高車速）の場合）とを切り替えることができる。

図２に示すように、ギヤ走行の場合、Ｃ１クラッチ及び噛合クラッチＤ１が係合される（Ｃ２クラッチ及び後進用ブレーキＢ１は解放）。Ｃ１クラッチが係合されると、前後進切替装置４を構成する遊星歯車装置４１が一体回転する。これにより、小径ギヤ６１がタービン軸３１と同じ回転速度で回転する。また、噛合クラッチＤ１が係合されることで、第１カウンタ軸６２とアイドラギヤ６４とが接続されて一体的に回転する。したがって、Ｃ１クラッチ及び噛合クラッチＤ１が係合されることで、第１動力伝達経路が成立し、エンジン２のトルクが、トルクコンバータ３、タービン軸３１、前後進切替装置４、ギヤ機構６、アイドラギヤ６４及び入力ギヤ６８を経由して出力軸８及び出力ギヤ８１に伝達される。さらに、出力ギヤ８１に伝達されたトルクは、大径ギヤ９２、小径ギヤ９４、及びデファレンシャル装置９を経由して左右の駆動輪７Ｌ，７Ｒに伝達される。

ここで、上記ギヤ走行は低車速領域において選択される。第１動力伝達経路によって動力伝達が行われている際の変速比（タービン軸３１の回転数Ｎｔ／出力軸８の回転数Ｎｏｕｔ）は、無段変速機５の最大変速比γｍａｘよりも大きな値に設定されている。すなわち、この第１動力伝達経路での変速比（１ｓｔ）は、無段変速機５では成立しない値に設定されている。なお、無段変速機５では２ｎｄ以上の変速比が設定される。

次に、ギヤ走行からベルト走行に切り替える場合（低速段側の第１動力伝達経路から高速段側の第２動力伝達経路に切り替える場合（アップシフトの場合））はクラッチツウクラッチ変速を行う。つまり、係合状態にあるＣ１クラッチを解放側に作動させ、これに連動させて、解放状態のＣ２クラッチを係合側に作動させるクラッチ掴み替えを行う。

このようなクラッチツウクラッチ（Ｃ１ｔｏＣ２）変速により、Ｃ２クラッチが係合されると（Ｃ１クラッチ及び後進用ブレーキＢ１は解放：図２参照）、セカンダリプーリ５３と出力軸８とが接続されるので、セカンダリプーリ５３と出力軸８及び出力ギヤ８１とが一体回転する。これにより第２動力伝達経路が成立し、エンジン２のトルクが、トルクコンバータ３、タービン軸３１、入力軸５１及び無段変速機５を経由して出力軸８及び出力ギヤ８１に伝達される。さらに、出力ギヤ８１に伝達されたトルクは、大径ギヤ９２、小径ギヤ９４及びデファレンシャル装置９を経由して左右の駆動輪７Ｌ，７Ｒに伝達される。

ここで、ギヤ走行からベルト走行（高車速）に切り替える際には、図２に示すように、ベルト走行（中車速）を過渡的に経由して切り替えられる。この過渡的なベルト走行（中車速）中は、噛合クラッチＤ１は係合状態である。そして、このようなベルト走行（中車速）を経た後、ギヤ機構６等の不要な引き摺りや、遊星歯車装置４１における高回転化を防止するために、噛合クラッチＤ１が解放される（被駆動入力遮断）。

−制御系−
図３は、車両Ｖに備えられた動力伝達装置１及びエンジン２の制御系の構成を示すブロック図である。ＥＣＵ１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを含んで構成されている。

ＥＣＵ１００は、エンジン２の出力制御（出力トルク制御）、無段変速機５の変速比制御及びベルト挟圧力制御、動力伝達装置１の動力伝達経路を切り替える制御等を実行するようになっている。また、後述するように、ＥＣＵ１００は、クラッチツウクラッチ変速時のショック抑制制御も実行する。

ＥＣＵ１００には、エンジン回転数センサ１１０により検出されたクランク軸２１の回転角度（位置）Ａｃｒ及びエンジン２の回転数（エンジン回転数）Ｎｅを表す信号、タービン回転数センサ１１１により検出されたタービン軸３１の回転数（タービン回転数）Ｎｔを表す信号、入力軸回転数センサ１１２により検出された無段変速機５の変速機入力軸５１の回転数である入力軸回転数Ｎｉｎを表す信号、出力軸回転数センサ１１３により検出された車速Ｖに対応する出力軸８の回転数である出力軸回転数Ｎｏｕｔを表す信号、スロットルセンサ１１４により検出された電子スロットル弁のスロットル開度θｔｈを表す信号、アクセル開度センサ１１５により検出された運転者の加速要求量としてのアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａｃｃを表す信号、フットブレーキスイッチ１１６により検出された常用ブレーキであるフットブレーキが操作された状態を示すブレーキオンＢｏｎを表す信号、シフトポジションセンサ１１７により検出されたシフトレバーのシフトポジション（操作位置）Ｐｓｈを表す信号、プラネタリ出力軸回転数センサ１１８により検出されたプラネタリ出力軸４５の回転数Ｎｃ１（つまり、Ｃ１クラッチの出力側の回転数）を表す信号などが、それぞれ供給される。また、ＥＣＵ１００は、例えば、出力軸回転数Ｎｏｕｔと入力軸回転数Ｎｉｎとに基づいて無段変速機５の変速比γ（＝Ｎｉｎ／Ｎｏｕｔ）を逐次算出する。

また、ＥＣＵ１００からは、エンジン２の出力制御のためのエンジン出力制御指令信号Ｓｅ、無段変速機５の油圧制御のための油圧制御指令信号Ｓcvt、動力伝達装置１の動力伝達経路の切り替えに関連する前後進切替装置４（Ｃ１クラッチ、後進用ブレーキＢ１）、Ｃ２クラッチ、噛合クラッチＤ１への油圧制御指令信号Ｓswt等が、それぞれ出力される。

具体的には、エンジン出力制御指令信号Ｓｅとして、エンジン２のスロットルバルブの開閉を制御するためのスロットル信号や、インジェクタから噴射される燃料の量を制御するための噴射信号や、点火プラグの点火時期を制御するための点火時期信号などが出力される。

また、油圧制御指令信号Ｓcvtとして、プライマリ側油圧アクチュエータ５２ｃに供給する油圧を調圧するＳＬＰソレノイドバルブ（図示せず）を駆動するための指令信号（指示油圧の指令信号）、セカンダリ側油圧アクチュエータ５３ｃに供給する油圧を調圧するＳＬＳソレノイドバルブ（図示せず）を駆動するための指令信号（指示油圧の指令信号）などが油圧制御回路１２へ出力される。その各指令信号に従ってＳＬＰソレノイドバルブが作動し、ＳＬＳソレノイドバルブが作動する。

また、油圧制御指令信号Ｓswtとして、Ｃ１クラッチ、後進用ブレーキＢ１、Ｃ２クラッチ、噛合クラッチＤ１及びシンクロ機構それぞれの油圧アクチュエータに供給される油圧を制御する各リニアソレノイドバルブを駆動するための指令信号（指示油圧の指令信号）などが油圧制御回路１２へ出力される。

リニアソレノイドバルブとしては、Ｃ１クラッチの係合、半係合、解放を切り替えるための油圧調整を行うＳＬ１ソレノイドバルブ（図示せず）、及び、Ｃ２クラッチの係合、半係合、解放を切り替えるための油圧調整を行うＳＬ２ソレノイドバルブ（図示せず）が備えられている。

−変速時のショック抑制制御（１）−
次に、ＥＣＵ１００が実行するクラッチツウクラッチ変速時のショック抑制制御について説明する。

まず、以上の構成の動力伝達装置１において、上記クラッチツウクラッチ（Ｃ１ｔｏＣ２）変速時のショックは、エンジン２の回転数が変化する際のエンジン２のイナーシャトルクとエンジントルクとが動力伝達装置１に入力されることで発生する。このような点を考慮して、クラッチツウクラッチ変速を行う際に、ショックを軽減すべく、無段変速機５の入力回転数の変化開始時（いわゆるイナーシャ相開始）を判定し、解放側のＣ１クラッチのトルク容量を速やかに低下させることが考えられる。

しかしながら、クラッチツウクラッチ変速を行う際の係合側のＣ２クラッチは、無段変速機５の下流側（動力伝達方向の下流側）にあるため慣性モーメントが大きいので、クラッチツウクラッチ変速において、イナーシャ相開始時における入力回転数の変化が緩やかとなる（図９のｔ１以降の入力回転数変化を参照）。このため、イナーシャ相開始を正確に判定することは難しく、イナーシャ相開始の判定が遅れてしまう。イナーシャ相開始の判定が遅れると、解放側のＣ１クラッチのトルク容量低下を開始するタイミングが遅れてしまい、ショックが発生する。

このような変速時のショックについて図９のタイミングチャートを参照して具体的に説明する。なお、この説明において、Ｃ１クラッチのトルク容量及び伝達トルクをそれぞれＣ１トルク容量及びＣ１伝達トルクとも言う。また、Ｃ２クラッチのトルク容量及び伝達トルクをそれぞれＣ２トルク容量及びＣ２伝達トルクとも言う。また、噛合クラッチＤ１の入力側の回転数及び出力側の回転数をそれぞれＤ１前回転数及びＤ１後回転数とも言う。

ここで、トルク容量とは、Ｃ１クラッチ、Ｃ２クラッチの各クラッチが伝達することが可能な最大トルクのことである。また、伝達トルクとは、Ｃ１クラッチ、Ｃ２クラッチの各クラッチが実際に伝達するトルクのことである。

まず、動力伝達装置１において、低速段側の第１動力伝達経路によってトルクが伝達されるギヤ走行中にあっては、図９に示すように、Ｄ１前回転数とＤ１後回転数とが等しくて、噛合クラッチＤ１のガタの詰まり方向は正方向（駆動側）となっている。

この状態からベルト走行に移行すべく、クラッチツウクラッチ（Ｃ１ｔｏＣ２）変速を開始すると、Ｃ１トルク容量が減少し、Ｃ２トルク容量が上昇する。その上昇するＣ２トルク容量が無段変速機５への入力トルクに達した時点（ｔ１）から、Ｃ２伝達トルクが作用し（イナーシャ相開始）、Ｄ１後回転数がＤ１前回転数よりも大きくなって（ｔ１〜ｔ２）、噛合クラッチＤ１のガタ詰まり方向が負方向（被駆動側）に反転する。この噛合クラッチＤ１のガタ詰まり方向が反転する際に、Ｃ１トルク容量が残っていると（Ｃ１トルク容量の低下タイミングが遅いと）、ガタ打ちが発生して出力軸８の出力トルクが変化する。さらに、ガタの詰まり方向の反転により、噛合クラッチＤ１のガタが詰まったときに、Ｃ１トルク容量が残っていると、Ｃ１伝達トルク（負のトルク）が生じて出力トルクの引き込みが発生する。このように、クラッチツウクラッチ変速の際に、イナーシャ相開始時（ｔ１）に対してＣ１トルク容量の低下タイミングが遅れると、ショックが発生する。また、イナーシャ相開始時に対して入力トルクのトルクダウン制御が遅れると、変速時間が長くなってしまう。

このような点を解消するため、本実施形態では、クラッチツウクラッチ変速の際に、イナーシャ相開始を正確に判定することができ、ショックを抑制することが可能な制御を実現する。

その制御（クラッチツウクラッチ変速時のショック抑制制御）の一例について図４のフローチャートを参照して説明する。図４の制御ルーチンはＥＣＵ１００において所定時間（例えば数ｍｓｅｃ）ごとに繰り返して実行される。

図４の制御ルーチンを説明する前に、この制御ルーチンのステップＳＴ１０２の判定に用いる噛合クラッチＤ１の前後回転数差の算出について説明する。

噛合クラッチＤ１の前後回転数差とは、噛合クラッチＤ１の上流側（動力伝達方向の上流側）の回転数と下流側の回転数との差（上流側回転数−下流側回転数）のことである。

噛合クラッチＤ１の上流側の回転数は、プラネタリ出力軸回転数センサ１１８の出力信号から得られるプラネタリ出力軸４５の回転数Ｎｃ１に、ギヤ機構６の小径ギヤ６１と大径ギヤ６３とのギヤ比（小径ギヤ６１の歯数と大径ギヤ６３の歯数との比の逆数）を乗算することにより算出する。

噛合クラッチＤ１の下流側の回転数は、出力軸回転数センサ１１３の出力信号から得られる出力軸回転数Ｎｏｕｔに、出力軸８の入力ギヤ６８とギヤ機構６のアイドラギヤ６４とのギヤ比（入力ギヤ６８の歯数とアイドラギヤ６４の歯数との比の逆数）を乗算することにより算出する。

ここで、噛合クラッチＤ１の前後回転数差は、噛合クラッチＤ１の入力軸及び出力軸にそれぞれ回転数センサを配置し、その各回転数センサの出力信号から得られる２つの回転数（噛合クラッチＤ１の上流側回転数及び下流側回転数）の差を求めることで算出するようにしてもよい。

なお、ＥＣＵ１００において実行される噛合クラッチＤ１の前後回転数差の算出処理が本発明の「回転数差取得手段」としての処理に相当する。

図４の制御ルーチンが開始されると、まずは、ステップＳＴ１０１において、クラッチツウクラッチ（Ｃ１ｔｏＣ２）変速が開始されたか否かを判定し、その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合はリターンする。ステップＳＴ１０１の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（クラッチツウクラッチ変速開始後）はステップＳＴ１０２に進む。

ステップＳＴ１０２では、上記した算出処理により噛合クラッチＤ１の前後回転数差を算出し、その前後回転数差が所定値以上であるか否かを判定する。この判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合はリターンする。

ここで、ステップＳＴ１０２の判定に用いる所定値については、回転数センサ（プラネタリ出力軸回転数センサ１１８、出力軸回転数センサ１１３）の出力がノイズの影響により変動する点を考慮して、そのノイズによる回転数変動量よりも大きな値（回転数）を所定値とする。このような所定値を用いて前後回転数差を判定することにより、センサノイズによる影響を除去することができるので、噛合クラッチＤ１の下流側の回転数が上流側の回転数よりも大きくなったこと（ガタの詰まり方向が反転したこと）を確実に判定することができる。

そして、ステップＳＴ１０２の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）になった場合（［前後回転数差≧所定値］になった場合）は、上記したガタの詰まり方向が反転すること、つまりクラッチツウクラッチ変速においてＣ２伝達トルクが作用してイナーシャ相が開始したことを意味するので、ステップＳＴ１０２の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）なった時点で、イナーシャ相開始時であると判定することにより、イナーシャ相開始を正確に判定することができる。そして、このようにしてイナーシャ相開始を判定した時点で、Ｃ１クラッチを解放する（ステップＳＴ１０３）。具体的には、Ｃ１クラッチの油圧ドレン抜きを行ってＣ１トルク容量を速やかに低下させる完全解放制御を行う。

なお、以上のステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１０３がＥＣＵ１００によって実行されることにより、本発明の「制御手段」が実現される。

次に、クラッチツウクラッチ変速時のショック抑制制御の具体的な例について図５のタイミングチャートを参照して説明する。

なお、以下の説明においても、Ｃ１クラッチのトルク容量及び伝達トルクをそれぞれＣ１トルク容量及びＣ１伝達トルクとも言う。また、Ｃ２クラッチのトルク容量及び伝達トルクをそれぞれＣ２トルク容量及びＣ２伝達トルクとも言う。また、噛合クラッチＤ１の入力側の回転数及び出力側の回転数をそれぞれＤ１前回転数及びＤ１後回転数とも言う。

まず、ギヤ走行からベルト走行に移行すべく、クラッチツウクラッチ（Ｃ１ｔｏＣ２）変速を開始すると、図５に示すように、Ｃ１トルク容量が減少し、Ｃ２トルク容量が上昇する。その上昇するＣ２トルク容量が無段変速機５への入力トルクに達した時点Ｔ１から、Ｃ２伝達トルクが作用し（イナーシャ相開始）、Ｄ１後回転数がＤ１前回転数よりも大きくなる（ガタの詰まり方向の反転開始）。そして、噛合クラッチＤ１の前後回転数差が所定値以上となった時点Ｔ２（図４の制御ルーチンのステップＳＴ１０２の判定がＹＥＳとなった時点）で、イナーシャ相開始であると判定し、Ｃ１クラッチを解放して（Ｃ１クラッチの油圧ドレン抜きを行って）、Ｃ１トルク容量を速やかに低下させる。このＣ１トルク容量の低下により、図９に示したようなガタ打ち及びトルクの引き込みが改善される。これによって、クラッチツウクラッチ変速時のショックを抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、クラッチツウクラッチ（Ｃ１ｔｏＣ２）変速において、噛合クラッチＤ１の前後回転数差が所定値以上になったときにイナーシャ相開始時であると判定しているので、イナーシャ相開始時を正確に判定することが可能になる。したがって、クラッチツウクラッチ変速中において噛合クラッチＤ１の前後回転数差が所定値以上になったら、第１クラッチの完全解放制御を行うことで、この第１クラッチの完全解放制御の開始タイミングをイナーシャ相開始に合わせることができる。これによってクラッチツウクラッチ変速時のショックを抑制することができる。

−変速時のショック抑制制御（２）−
次に、ＥＣＵ１００が実行するクラッチツウクラッチ変速時のショック抑制制御の他の例について図６のフローチャートを参照して説明する。図６の制御ルーチンはＥＣＵ１００において所定時間（例えば数ｍｓｅｃ）ごとに繰り返して実行される。

図６の制御ルーチンのステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１０２の処理内容は、上記した図４の制御ルーチンのステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１０２と同じであるので、その詳細な説明は省略する。

この例においても、ステップＳＴ１０２の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）となった時点（［噛合クラッチＤ１の前後回転数差≧所定値］となった時点）で、イナーシャ相開始時であると判定して、Ｃ１クラッチを解放する（ステップＳＴ１０３）。具体的には、Ｃ１クラッチの油圧ドレン抜きを行ってＣ１トルク容量を速やかに低下させる完全解放制御を行う。さらに、このようなＣ１クラッチの完全解放制御に加えて、入力トルクダウン制御を開始する（ステップＳＴ１０４）。入力トルクダウン制御としては、例えば、エンジン２の点火時期遅延、吸入空気量の減量、及び燃料噴射量の減量のいずれか１つもしくは複数を行うことにより、エンジン２の出力トルクを低下させる制御を挙げることができる。

このようにイナーシャ相開始時にＣ１クラッチの完全解放制御と入力トルクダウン制御とを行うことによって、図７に示すように、ガタ打ち及びトルクの引き込み（図９参照）が改善されるとともに、変速時間の短縮化をはかることができる（図７に示すＣ１ｔｏＣ２開始から変速終了Ｔ２３までの時間が、上記図５に示すＣ１ｔｏＣ２開始から変速終了Ｔ３までの時間よりも短くなる）。そして、変速時間を短縮できることにより、クラッチの摩擦材の発熱を低下させることができ、これにより燃費や摩擦材の耐久性が向上する。

なお、以上のステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１０４がＥＣＵ１００によって実行されることにより、本発明の「制御手段」が実現される。

−車両動力伝達装置の他の例−
次に、本発明を適用する車両に備えられた動力伝達装置の他の例について図８を参照して説明する。

この例の動力伝達装置２０１は、走行用の駆動力源であるエンジン２からのトルク（動力）を駆動輪（図示せず）に伝達する複数クラッチ方式の伝達装置であって、トルクコンバータ３、第１クラッチＣ１（以下、Ｃ１クラッチとも言う）、第２クラッチＣ２（以下、Ｃ２クラッチとも言う）、第１入力軸２１０、１速ギヤ対２１１、３速ギヤ対２１２、５速ギヤ対２１３、第２入力軸２２０、２速ギヤ対２２１、４速ギヤ対２２２、６速ギヤ対２２３、リバースギヤ対２２４、出力軸２３０、ファイナルギヤ２３１、１−３切替用噛合クラッチＤ２１、５速用噛合クラッチＤ２２、２速−リバース切替用噛合クラッチＤ２３、４−６切替用噛合クラッチＤ２４、及び、デファレンシャル装置２４０などを備えている。

エンジン２及びトルクコンバータ３の各構成については、上記図１に示したものと同じであるので、その詳細な説明は省略する。

第１入力軸２１０はトルクコンバータ３のタービン軸３１にＣ１クラッチを介して選択的に連結される。Ｃ１クラッチが係合状態（Ｃ２クラッチは解放状態）であるときには、エンジン２から出力されたトルク（入力トルク）がトルクコンバータ３のタービン軸３１を介して第１入力軸２１０に入力される。

第２入力軸２２０はトルクコンバータ３のタービン軸３１にＣ２クラッチを介して選択的に連結される。Ｃ２クラッチが係合状態（Ｃ１クラッチは解放状態）であるときには、エンジン２から出力されたトルク（入力トルク）がトルクコンバータ３のタービン翼車３３を介して第２入力軸２２０に入力される。

第１入力軸２１０には、１速ギヤ対２１１のドライブギヤ、３速ギヤ対２１２のドライブギヤ、及び５速ギヤ対２１３のドライブギヤが設けられている。また、第１入力軸２１０には５速用噛合クラッチＤ２２が設けられている。５速用噛合クラッチＤ２２は、図１に示す噛合クラッチＤ１と同様な構造であり、シンクロメッシュ機構（図示せず）を備えている。

第２入力軸２２０には、２速ギヤ対２２１のドライブギヤ、４速ギヤ対２２２のドライブギヤ、６速ギヤ対２２３のドライブギヤ、及びリバースギヤ対２２４のドライブギヤが設けられている。また、第２入力軸２２０には４−６切替用噛合クラッチＤ２４が設けられている。４−６切替用噛合クラッチＤ２４は、図１に示す噛合クラッチＤ１と同様な構造であり、シンクロメッシュ機構（図示せず）を備えている。

出力軸２３０には、１速ギヤ対２１１のドリブンギヤ、３速ギヤ対２１２のドリブンギヤ、５速ギヤ対２１３のドリブンギヤ、２速ギヤ対２２１のドリブンギヤ、リバースギヤ対２２４のドリブンギヤ、４速ギヤ対２２２のドリブンギヤ、及び、６速ギヤ対２２３のドリブンギヤが設けられている。また、出力軸２３０には、１−３切替用噛合クラッチＤ２１及び２速−リバース切替用噛合クラッチＤ２３が設けられている。これら１−３切替用噛合クラッチＤ２１及び２速−リバース切替用噛合クラッチＤ２３は、それぞれ図１に示す噛合クラッチＤ１と同様な構造であり、シンクロメッシュ機構（図示せず）を備えている。さらに、出力軸２３０にはファイナルギヤ２３１が設けられており、このファイナルギヤ２３１はデファレンシャル装置２４０のデフリングギヤ２４１に噛み合っている。なお、上記噛合クラッチＤ２１〜Ｄ２４は、ガタ（バックラッシ）が内在するガタ要素である。

以上の構造の動力伝達装置２０１において、Ｃ１クラッチが係合し（Ｃ２クラッチ解放状態）、かつ１−３切替用噛合クラッチＤ２１が１速ギヤ対２１１側に係合した状態で、低速段側の第１動力伝達経路（１ｓｔ用）が形成され、エンジン２からのトルクがトルクコンバータ３のタービン軸３１、Ｃ１クラッチ、第１入力軸２１０、１速ギヤ対２１１、１−３切替用噛合クラッチＤ２１、出力軸２３０、ファイナルギヤ２３１及びデファレンシャル装置２４０を経由して駆動輪（図示せず）に伝達される。また、Ｃ１クラッチが係合し、かつ１−３切替用噛合クラッチＤ２１が３速ギヤ対２１２側に係合した状態で、低速段側の第１動力伝達経路（３ｒｄ用）が形成される。また、Ｃ１クラッチが係合し、かつ５速用噛合クラッチＤ２２が係合した状態で、低速段側の第１動力伝達経路（５ｔｈ用）が形成される。

一方、Ｃ２クラッチが係合し（Ｃ１クラッチ解放状態）、かつ２速−リバース切替用噛合クラッチＤ２３が２速ギヤ対２２１側に係合した状態で高速段側の第２動力伝達経路（２ｎｄ用）が形成され、エンジン２からのトルクがトルクコンバータ３のタービン軸３１、Ｃ２クラッチ、第２入力軸２２０、２速ギヤ対２２１、２速−リバース切替用噛合クラッチＤ２３、出力軸２３０、ファイナルギヤ２３１及びデファレンシャル装置２４０を経由して駆動輪（図示せず）に伝達される。また、Ｃ２クラッチが係合し、かつ４−６切替用噛合クラッチＤ２４が４速ギヤ対２２２側に係合した状態で高速段側の第２動力伝達経路（４ｔｈ用）が形成される。また、４−６切替用噛合クラッチＤ２４が６速ギヤ対２２３側に係合した状態で高速段側の第２動力伝達経路（６ｔｈ用）が形成される。

そして、この例の動力伝達装置２０１において、低速段側の第１動力伝達経路から高速段側の第２動力伝達経路に切り替える場合（アップシフトの場合）はクラッチツウクラッチ変速を行う。例えば、低速段側の第１動力伝達経路（１ｓｔ用）から高速段側の第２動力伝達経路（２ｎｄ）に切り替える場合（アップシフトの場合）、係合状態にあるＣ１クラッチを解放側に作動させ、これに連動させて、解放状態のＣ２クラッチを係合側に作動させるクラッチ掴み替えを行う。

このようなクラッチツウクラッチ変速の際においても、イナーシャ相開始を正確に判定することが難しく、上記と同様な理由（図９にて説明した理由）によりショックが発生する。そこで、この例においても、噛合クラッチ（１−３切替用噛合クラッチＤ２１）の前後回転数差を利用して、イナーシャ相開始を正確に判定することで、ショックを抑制できるようにする。その具体的な制御（クラッチツウクラッチ変速時のショック抑制制御）の例について以下に説明する。

まず、この例の動力伝達装置２０１は上記と同様なＥＣＵ３００を備えている。また、動力伝達装置２０１は、第１入力軸２１０の回転数を検出する第１入力軸回転数センサ３０１、及び、出力軸２３０の回転数を検出する出力軸回転数センサ３０２が設けられている。これら第１入力軸回転数センサ３０１及び出力軸回転数センサ３０２の各出力信号はＥＣＵ３００に入力される。

ＥＣＵ３００は、第１入力軸回転数センサ３０１及び出力軸回転数センサ３０２の各出力信号に基づいて、１−３切替用噛合クラッチＤ２１の前後回転数差を算出する。具体的には、第１入力軸回転数センサ３０１の出力信号から得られる第１入力軸回転数に、１速ギヤ対２１１のギヤ比（ドライブギヤの歯数とドリブンギヤの歯数との比の逆数）を乗算することにより、１−３切替用噛合クラッチＤ２１の上流側（動力伝達方向の上流側）の回転数を算出する。また、出力軸回転数センサ３０２の出力信号から得られる出力軸回転数を１−３切替用噛合クラッチＤ２１の下流側の回転数とし、これら上流側の回転数と下流側の回転数との差を１−３切替用噛合クラッチＤ２１の前後回転数差として算出する。

そして、ＥＣＵ３００は、上記した図４の制御ルーチン（クラッチツウクラッチ変速時のショック抑制制御）と同様な制御を実行する。

具体的には、クラッチツウクラッチ変速を開始した後において（図４の制御ルーチンのステップＳＴ１０１の判定がＹＥＳとなった後において）、１−３切替用噛合クラッチＤ２１の前後回転数差が所定値以上になったか否かを判定し（図４の制御ルーチンのステップＳＴ１０２）、その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）となった時点で、イナーシャ相開始時であると判定してＣ１クラッチを解放する（ステップＳＴ１０３）。具体的には、Ｃ１クラッチの油圧ドレン抜きを行ってＣ１クラッチのトルク容量（Ｃ１トルク容量）を速やかに低下させる完全解放制御を行う。

このような制御により、ガタ打ち及びトルクの引き込みが改善される。これによって、クラッチツウクラッチ変速時のショックを抑制することができる。

ここで、この例においても、図６の制御ルーチンと同様な制御を実行して、クラッチツウクラッチ変速を開始した後において１−３切替用噛合クラッチＤ２１の前後回転数差が所定値以上になった時点で、Ｃ１クラッチを解放するとともに、入力トルクダウン制御を行うようにしてもよい。

なお、この例の動力伝達装置２０１においては、［３ｒｄ→４ｔｈ］アップシフト変速及び［５ｔｈ→６ｔｈ］アップシフト変速の際においても、Ｃ１クラッチとＣ２クラッチとの間においてクラッチツウクラッチ変速が行われるので、その各クラッチツウクラッチ変速の際に上記したショック抑制制御を実行するようにしてもよい。

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、以上の各実施形態では、駆動力源としてエンジン２のみを搭載した車両に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、駆動力源としてエンジンおよび電動モータを搭載したハイブリッド車両や、駆動力源として電動モータのみを搭載した電気自動車に対しても適用が可能である。

本発明は、駆動力源からの動力を伝達する動力伝達経路として、第１動力伝達経路と第２動力伝達経路とが並列に設けられ、複数のクラッチの断接を制御するにより第１動力伝達経路と前記第２動力伝達経路とを選択的に切り替える動力伝達装置を備えた車両の制御装置に有効に利用することができる。

Ｖ 車両
１ 動力伝達装置
１２ 油圧制御回路
２ エンジン（駆動力源）
３ トルクコンバータ
５ ベルト式無段変速機（無段変速機）
６ ギヤ機構
１００ ＥＣＵ
１１３ 出力軸回転数センサ
１１８ プラネタリ出力軸回転数センサ
Ｃ１ 前進用クラッチ（Ｃ１クラッチ（第１クラッチ））
Ｃ２ ベルト走行用クラッチ（Ｃ２クラッチ（第２クラッチ））
Ｄ１ 噛合クラッチ
２０１ 動力伝達装置
２１０ 第１入力軸
２１１ １速ギヤ対
２２０ 第２入力軸
２２１ ２速ギヤ対
２３０ 出力軸
Ｄ２１ １−３切替用噛合クラッチ
３００ ＥＣＵ
３０１ 第１入力軸回転数センサ
３０２ 出力軸回転数センサ

Claims (2)

1. 駆動力源からの動力を伝達する動力伝達経路として、第１動力伝達経路と第２動力伝達経路とが並列に設けられているとともに、前記第１動力伝達経路と前記第２動力伝達経路とを選択的に切り替える第１クラッチ及び噛合クラッチと第２クラッチとを備え、前記第１クラッチ及び前記噛合クラッチの係合により前記第１動力伝達経路が形成され、前記第２クラッチの係合により前記第２動力伝達経路が形成される動力伝達装置を備えた車両に適用される車両用制御装置において、
   前記噛合クラッチの動力伝達方向の上流側の回転数と下流側の回転数との差である前後回転数差を取得する回転数差取得手段と、
   前記第１クラッチ及び前記噛合クラッチが係合している状態から、前記第１クラッチを解放するとともに、前記第２クラッチを係合するクラッチツウクラッチ変速開始後であって、前記噛合クラッチの前後回転数差が所定値以上になった時点で、前記第１クラッチの完全解放制御を行う制御手段とを備えていることを特徴とする車両用制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用制御装置において、
   前記制御手段は、前記クラッチツウクラッチ変速開始後であって前記噛合クラッチの前後回転数差が所定値以上になった時点で、前記動力伝達装置への入力トルクを低くする入力トルクダウン制御を行うことを特徴とする車両用制御装置。

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